StartKlasyChemia — Klasa 1 LO › Budowa jądra atomowego — izotopy

Budowa jądra atomowego — izotopy

Chemia — Klasa 1 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

🧩Quizy 1

📘Teoria 1

Budowa jądra atomowego i izotopy
Jądro atomowe zbudowane jest z nukleonów: protonów (ładunek $+1$) i neutronów (ładunek $0$). Liczba protonów decyduje o tożsamości pierwiastka.

Liczby opisujące jądro

  • Liczba atomowa $Z$ — liczba protonów w jądrze (= numer pierwiastka w układzie okresowym). W atomie obojętnym równa liczbie elektronów.
  • Liczba masowa $A$ — łączna liczba nukleonów: $A = Z + N$, gdzie $N$ to liczba neutronów.

Symbol izotopu zapisujemy tak: $^{A}_{Z}\text{X}$, np. $^{23}_{11}\text{Na}$ — sód o 11 protonach i $23-11 = 12$ neutronach.

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka (ta sama liczba $Z$) różniące się liczbą neutronów, a więc liczbą masową $A$. Mają identyczne właściwości chemiczne, różnią się masą.

Średnia masa atomowa

Masa atomowa pierwiastka podana w układzie okresowym to średnia ważona mas jego izotopów, gdzie „wagą” jest procentowa zawartość (rozpowszechnienie) każdego izotopu w przyrodzie. Dlatego masy atomowe rzadko są liczbami całkowitymi (np. chlor $35{,}45$).

Uwaga: jon powstaje przez zmianę liczby elektronów, nie nukleonów — $Z$ i $A$ jonu są takie same jak atomu, z którego powstał.

Wzory 2

Liczba masowa a liczba neutronów
$$A = Z + N \quad\Rightarrow\quad N = A - Z$$

Do czego służy: pozwala policzyć liczbę neutronów w jądrze, gdy znasz liczbę masową i atomową.

Zmienne

  • $A$ — liczba masowa (liczba nukleonów),
  • $Z$ — liczba atomowa (liczba protonów),
  • $N$ — liczba neutronów.

Przykład: $^{37}_{17}\text{Cl}$ ma $N = 37 - 17 = 20$ neutronów.

Średnia masa atomowa pierwiastka
$$M = \sum_i \frac{p_i}{100}\cdot M_i$$

Do czego służy: oblicza masę atomową pierwiastka na podstawie mas i procentowej zawartości jego izotopów.

Zmienne

  • $M$ — średnia masa atomowa pierwiastka (u),
  • $M_i$ — masa $i$-tego izotopu (u),
  • $p_i$ — procentowa zawartość $i$-tego izotopu ($\%$).

Suma zawartości wszystkich izotopów wynosi $100\%$.

Zadania 5

Zadanie nr 1

Chlor występuje w przyrodzie jako mieszanina dwóch izotopów: $^{35}\text{Cl}$ o zawartości $75{,}77\%$ (masa $34{,}97\ \text{u}$) oraz $^{37}\text{Cl}$ o zawartości $24{,}23\%$ (masa $36{,}97\ \text{u}$). Oblicz średnią masę atomową chloru.

Zadanie nr 2

Podaj liczbę protonów, neutronów i elektronów w jonie $^{40}_{20}\text{Ca}^{2+}$.

Zadanie nr 3

Pewien pierwiastek ma dwa izotopy o masach $10\ \text{u}$ i $11\ \text{u}$. Średnia masa atomowa wynosi $10{,}8\ \text{u}$. Oblicz procentową zawartość każdego izotopu.

Zadanie nr 2 · Matura 2018

Gal występuje jako mieszanina dwóch izotopów: na 3 atomy izotopu o masie $68{,}926$ u przypadają 2 atomy izotopu o masie $m_x$. Średnia masa atomowa galu $=69{,}723$ u. Oblicz $m_x$ (do trzeciego miejsca po przecinku).

Zadanie nr 3 · Matura 2015

Oblicz, jaki procent atomów bromu stanowią atomy o masie $78{,}92$ u, a jaki — o masie $80{,}92$ u (średnia masa atomowa $=79{,}90$ u).

Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś
— to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.

🚀 Załóż konto za darmo → 📄 Przeglądaj arkusze ✉️ Napisz do nas